《计算机网络基础》教案-任务4 实现设备接入互联网

PAGE《计算机网络基础》课程教案模块一认识计算机网络任务4实现设备接入互联网项目内容课程名称计算机网络基础授课模块模块一认识计算机网络授课课题任务4实现设备接入互联网授课对象职业院校计算机类相关专业一年级学生课时安排4课时（2次课，每课时45分钟，含实训2课时）授课类型理实一体课（含实训操作）授课地点多媒体教室+计算机网络实训室教学方法情境教学法、对比分析法、任务驱动法、决策训练法、实训带练法教学资源教材任务4、演示文稿、光猫与无线路由器实物、双绞线、计算机与手机、实训任务单、学习平台一、教学目标（一）知识目标1．能说出互联网接入的概念，能说明互联网服务提供商（ISP）、接入网络（AccessNetwork）、网络接入设备三者的作用与相互关系。2．能说出“终端层—接入层—核心层”三层接入模型及各层的组成。3．能说出计算机接入互联网的常见有线方式（以太网接入、DSL接入、光纤接入）及其速率特点。4．能说出xDSL与ADSL的含义，能说明ADSL“非对称”特点的具体表现。5．能说出FTTH、FTTB的含义及光纤接入的技术优势。6．能说出Wi-Fi的技术标准（IEEE802.11）及其含义，能说出2.4GHz与5GHz两个频段的差异。7．能说出移动终端接入互联网的主要方式（蜂窝移动网络3G/4G/5G、Wi-Fi、蓝牙共享等）及其特点。8．能说出无线路由器外网连接的三种方式（静态地址方式、动态IP地址方式、拨号上网方式）及其适用条件。（二）能力目标1．能正确完成光猫与无线路由器的物理连接（入户光纤接光猫，光猫LAN口接路由器WAN口，网线连接配置电脑），并判断各接口的连接是否规范。2．能设置计算机自动获取IP地址，能登录路由器管理页面并完成Wi-Fi名称（SSID）与密码的配置。3．能根据上行线路的实际情况选择合适的外网连接方式，并完成相应参数配置（静态IP、子网掩码、默认网关、DNS服务器地址）。4．能完成计算机与手机接入Wi-Fi网络的操作，并能根据使用场景（如会议室、走廊）合理选择2.4GHz或5GHz频段。5．能对“终端无法上网”的常见故障进行排查（检查接线、查看指示灯、确认IP是否获取、核对Wi-Fi密码）。（三）素质目标1．通过对光纤入户、5G网络等接入技术的学习，感受国家信息基础设施建设成就，增强民族自豪感与专业自信。2．在实训操作中养成“先接线后加电、按步骤操作、及时记录参数”的规范作风，培养严谨细致的职业习惯。3．通过宿舍组网案例分析，树立合理用网、安全用网、合法用网意识，增强个人信息保护意识。4．培养互帮互助、团队协作精神，在实训中先完成的同学主动帮助进度慢的同伴。二、教学重点与难点（一）教学重点1．互联网接入的三层模型（终端层、接入层、核心层）及ISP、接入网络、接入设备的作用。2．计算机接入互联网的三种有线方式及其速率与适用场景；Wi-Fi接入的基本原理。3．光猫与无线路由器的连接、Wi-Fi参数配置，以及终端接入验证。4．无线路由器外网连接三种方式的适用条件与配置要点。（二）教学难点1．静态地址方式的配置逻辑——为什么上行接口的IP地址必须与上行网络处于同一网段，子网掩码在其中起什么作用。2．三种外网连接方式的适用条件辨析，学生容易只记住操作步骤而无法判断“该用哪一种”。3．2.4GHz与5GHz频段的取舍策略——不是“5G一定比2.4G好”，而是要根据覆盖需求与速率需求权衡。4．“5G频段”与“5G移动通信”两个概念易被学生混为一谈。突破策略1．难点1：用“门牌号与楼栋地址”类比——同一楼栋的房号必须在同一栋楼内编号才有效（同一网段），子网掩码就是判断“谁和我在同一栋楼”的规则；再用“上行网关地址与自配地址前三位一致”的实例演示，建立直观印象。2．难点2：制作“三选一决策表”，把“上行设备是否提供DHCP”和“是否使用以太网接入需拨号认证”作为判据，让学生先做选择判断、再动手配置，避免只练不辨。3．难点3：用“覆盖换速率”一句话概括——2.4GHz波长大、绕射穿墙能力强、覆盖远但信道少易干扰；5GHz波长小、穿墙弱但信道丰富、干扰少、理论速率更高。配合“会议室用5G、走廊用2.4G”的真实场景训练取舍判断。4．难点4：在板书上明确区分两个“5G”——“5G移动通信”指第五代蜂窝移动通信技术；“5G频段”指5GHz的Wi-Fi工作频段，二者完全不同。三、教学对象与课时安排（一）学情分析本任务面向职业院校计算机类相关专业一年级学生。学生对“连Wi-Fi”“插网线”有丰富的日常经验，很多人还帮家里设置过路由器，对本任务内容有天然的亲近感，学习积极性较高。但学生的经验往往是“照说明书画葫芦”式的，缺乏对“为什么这样接、为什么选这种方式”的理解，且容易在动手环节急于操作、忽略规范。因此教学中应“先讲清原理、再动手操作、边做边追问为什么”，把学生的感性经验转化为可解释的知识；同时用真实设备支撑实训，让每个学生都有动手机会。（二）课时安排本任务共4课时（每课时45分钟，共180分钟），分2次课完成，第一次课为理论讲授，第二次课为整班实训，具体安排如下。次序课时教学内容教学形式第一次课2课时互联网接入原理与三层接入模型；计算机接入互联网的方式（有线：以太网、DSL、光纤；无线：Wi-Fi）；移动终端接入互联网的方式讲授+对比分析+案例分析第二次课2课时实训：组建小型局域网并接入互联网——设备连接、电脑IP设置、Wi-Fi参数配置、外网连接三种方式配置、终端接入验证与故障排查实训操作+巡回指导+小组互评四、教学方法与手段（一）教学方法1．情境教学法：以“新居装修后如何让家里通上网”为真实情境导入。2．对比分析法：三种有线接入方式、三种外网连接方式、两个Wi-Fi频段均以对比表归纳。3．任务驱动法：以“为某实训室组建小型局域网并接入互联网”为驱动任务。4．决策训练法：用“三选一决策表”训练学生对连接方式的判断能力，避免机械模仿。5．实训带练法：教师演示一步、学生跟做一步，边做边记录参数。（二）教学手段1．多媒体课件与接入示意图、光猫与路由器接口实物照片。2．实训设备：光猫1台、无线路由器1台、双绞线若干、计算机、智能手机。3．投影或录屏演示：路由器管理页面的配置全过程。4．实训任务单（含接线表、参数记录表、故障排查表）。5．学习平台（学习通/雨课堂），用于实训报告提交与小组互评。五、教学准备（一）教师准备1．制作“互联网接入原理与三层模型”示意图课件，准备光猫、路由器的接口实物照片并标注接口功能。2．准备接入方式对比表（有线三种方式+移动终端三种方式）与“外网连接方式三选一决策表”。3．准备实训设备：光猫、无线路由器、双绞线、测试电脑；提前核实路由器默认管理地址（）与默认账号（admin/admin），并清空上一次实训的配置。4．按班级人数分组（4—6人一组），准备4—6套联网实训设备；配置不足时准备分组轮换方案与录屏演示方案。5．制作实训任务单，含三步接线记录、Wi-Fi参数记录、外网连接方式选择与配置结果记录、故障排查记录。6．准备静态地址方式的示例参数（IP6、子网掩码、默认网关、首选DNS14、备用DNS）与动态IP方式的操作截图。（二）学生准备1．预习教材任务4，了解互联网接入的基本概念。2．观察家中的光猫与路由器，拍照或绘制接线示意图，标出各接口的连接关系。3．记录自家宽带的上网方式（拨号/自动获取）与Wi-Fi名称，课上用于对比。4．按4—6人一组完成分组，指定接线员、配置员、记录员、汇报员，并明确安全注意事项。六、教学过程（一）第一次课（2课时，90分钟）——互联网接入原理与接入方式1．导入新课（12分钟）——新居的第一件事【教师活动】呈现情境：新居装修完成，运营商上门装好了宽带，光猫已经挂在墙上，路由器还装在盒子里。提问：①光猫和路由器应该怎么连？②为什么不能把电脑直接插到光猫上就上网？③如果家里有多台设备要同时上网，靠什么设备实现？【学生活动】结合自己家的实际经验自由发言，尝试说出接线方式和理由。【教师活动】归纳：终端设备无法直接与互联网核心骨干网连接，必须先接入“接入网络”，再通过ISP的核心网络接入全球互联网。要回答上面的问题，需要先理解互联网接入的整体架构。【设计意图】从学生即将或已经经历的生活场景切入，用三个递进问题把“接入原理—接入设备—多终端共享”串起来，让学生带着问题进入学习。板书课题“任务4实现设备接入互联网”，展示学习目标。2．新课讲授（70分钟）（1）互联网接入原理与三层接入模型（18分钟）【教师活动】讲解互联网接入的概念：互联网接入是指用户终端（如个人电脑、智能手机、平板电脑等）通过有线或无线等方式连接到互联网服务提供商，从而访问全球互联网资源的过程；终端设备无法直接与互联网核心骨干网连接，需通过“接入网络”（AccessNetwork）作为中间桥梁，连接到互联网服务提供商（ISP）的核心网络，最终接入全球互联网。【教师活动】讲解三个关键角色：①互联网服务提供商（ISP）：就是向用户提供互联网接入服务的机构，如国内的中国电信、中国移动、中国联通，国外的AT&T、Verizon；ISP拥有接入互联网骨干网的资源，是终端接入网络的“入口服务商”。②接入网络（AccessNetwork）：是终端与ISP核心网之间的传输网络，是接入方式的核心载体，常见类型包括有线接入网（如以太网、ADSL线路）和无线接入网（如Wi-Fi、4G/5G基站、互联网卫星）。③网络接入设备：是联网终端与接入网络之间的“转换器”，负责将终端的信号（如电脑的数字信号、手机的无线信号）转换为接入网络支持的格式，常见设备包括路由器、调制解调器（Modem）、无线网卡等。【教师活动】讲解“终端层—接入层—核心层”三层接入模型：终端层是用户直接操作的设备，如计算机、手机、智能终端；接入层由接入网络和接入设备组成，负责将终端信号传输至ISP，如家庭Wi-Fi网络（路由器+无线信号）、小区光纤（光猫+光纤线路）、移动4G/5G网络（移动基站+无线信号）；核心层是ISP的骨干网络（如省级/国家级光纤网），负责将接入层的流量汇聚后接入全球互联网核心节点。【学生活动】画出自己家的三层接入模型图，标注出哪些设备属于终端层、接入层，并说明“核心层”由谁提供。（2）计算机接入互联网的方式（30分钟）【教师活动】先说明总体判断：计算机（台式机、笔记本、企业服务器）接入互联网通常以有线方式为主，这种方式往往能为计算机提供稳定且高速的网络；而无线接入方式则能为计算机提供更加灵活的网络服务。【教师活动】逐一讲授三种有线接入方式，边讲边组织学生填写对比表。①以太网接入：基于以太网协议（IEEE802.3标准），通过双绞线（网线，如CAT5e、CAT6）将计算机网卡与路由器或交换机连接，实现局域网内数据传输，再由路由器通过ISP接入互联网；接入速率通常为100Mbps（百兆）、1000Mbps（千兆），企业级可达10Gbps。②DSL接入：DSL（数字用户线路）利用现有电话线（铜缆）传输数字信号，通过调制解调器（Modem，俗称“猫”）将计算机的数字信号转换为电话线可传输的模拟信号，再由ISP端的DSLAM设备解调后接入核心网；常见的DSL技术统称为xDSL技术，其中最为常见的是ADSL，即非对称DSL，其特点是下行速率大于上行速率，下载速率通常为1Mbps～10Mbps，上传速率为16Kbps～1Mbps；DSL技术在互联网发展过程中曾经起到重要作用，然而随着互联网技术的快速发展，DSL技术已经逐步淘汰。③光纤接入：利用光纤（以光信号为传输载体）传输数据，通过光调制解调器（光猫）将计算机的电信号转换为光信号，经光纤传输至ISP的OLT（光线路终端）设备，再接入核心网；根据光纤是否直接到终端，分为FTTH（光纤到家庭）、FTTB（光纤到楼宇）；家用光纤宽带速率范围为100Mbps～1Gbps，企业级可达10Gbps以上；光纤接入具有网速高、抗干扰能力强（不受电磁干扰）、传输距离远等特点，是目前网络接入的首选方式。接入方式传输介质典型速率特点与适用场景以太网接入双绞线（CAT5e/CAT6）100Mbps/1000Mbps，企业级可达10Gbps基于IEEE802.3标准，稳定可靠，适合家庭、企业局域网内组网后统一接入DSL接入现有电话线（铜缆）ADSL下载1Mbps～10Mbps，上传16Kbps～1Mbps利用现有电话线，非对称（下大于上），曾发挥重要作用，现已逐步淘汰光纤接入光纤（光信号）家用100Mbps～1Gbps，企业级10Gbps以上网速高、抗电磁干扰、传输距离远，是目前网络接入的首选方式；含FTTH、FTTB【教师活动】讲授无线接入：安装了无线网卡的计算机可通过无线方式接入互联网，无需物理线缆，适合移动联网场景，其工作核心为Wi-Fi接入；Wi-Fi全称是WirelessFidelity（无线保真），是基于IEEE802.11标准的无线局域网技术；由无线路由器发射无线信号，计算机通过无线网卡接收信号，接入局域网后再通过路由器连接ISP提供的互联网；Wi-Fi具备灵活性强（终端可在信号覆盖范围内移动）、无需布线等特点。【教师提问】既然光纤接入已经是首选，为什么还要用无线接入？（引导学生答出：灵活性、移动性、布线成本。）（3）移动终端接入互联网的方式（22分钟）【教师活动】讲解移动终端的共性特点与接入逻辑：除了计算机等固定设备，互联网中还有其他移动终端，如手机、平板、智能手表、物联网等设备，它们的核心特点是“移动性”；因此移动终端接入互联网以无线方式为主，主要依赖蜂窝移动网络（3G/4G/5G）、Wi-Fi网络及其他类型无线网络。①蜂窝移动网络接入（3G/4G/5G）：蜂窝移动网络（俗称“流量网络”）由运营商的基站提供无线信号覆盖，移动终端无需依赖固定接入点，可在基站信号覆盖范围内随时随地接入互联网，是手机等移动设备的“标配”接入方式，主流技术为3G、4G（LTE）和5G（NR）；在这种接入方式中，基站通过有线网络与ISP骨干网对接，最终实现终端接入互联网；终端则需插入运营商的SIM卡才能使用蜂窝网络；其特点是覆盖范围广（城市、乡村基本全覆盖），其中4G和5G可以满足高速上网需求。②Wi-Fi接入：移动终端的Wi-Fi接入原理与计算机一致；移动终端在选取Wi-Fi网络时可选取连接2.4G和5G频段，其中2.4GHz频段无线电波长较长，绕射穿墙能力强，覆盖远，可用信道少，容易受干扰；5GHz频段无线电波长较短，穿墙能力弱，信道资源丰富、干扰少，理论速率更高。用户通常需要根据移动终端支持的通信制式来选择对应的Wi-Fi频段，比如支持2.4G和5G双频段的手机在会议室里可以选择5G频段Wi-Fi实现高速上网，当离开会议室来到走廊时则应选择2.4G频段Wi-Fi保证网络的稳定。③其他接入方式：除蜂窝移动网络和Wi-Fi外，部分移动终端可借助短距离低功耗通信技术间接获得互联网连接，这类方案适配终端小型化、低功耗的使用需求；典型如蓝牙网络共享——一台已接入蜂窝网络的设备，通过蓝牙将网络共享给其他终端，属于间接接入互联网的方式，传输速率较低，适合临时、小流量场景。总体来看，这类连接方式一般作为蜂窝网络和Wi-Fi的补充，在特定场景下完成移动终端的数据传输。频段波长特点覆盖与穿墙能力信道与干扰速率适用场景2.4GHz波长较长绕射穿墙能力强，覆盖远可用信道少，容易受干扰相对较低隔墙、远距离、走廊等需要保证稳定连接的场景5GHz波长较短穿墙能力弱信道资源丰富，干扰少理论速率更高同一房间内、会议室等对速率要求高的场景【易错辨析】教师在板书上明确写出两个“5G”的区别：“5G移动通信”是第五代蜂窝移动通信技术，属移动终端接入方式；“5G频段Wi-Fi”是工作在5GHz频段的无线局域网，属Wi-Fi接入方式。二者名称相近，含义完全不同。【课堂讨论】某同学反映“在宿舍走廊里5G频段Wi-Fi老是断线，回到宿舍里就正常了”，请解释原因并给出建议。3．课堂小结与作业布置（8分钟）【教师活动】以“一条主线、三组对比”收束：主线是“终端—接入网络—ISP核心网”的接入过程；三组对比是有线接入三种方式、移动终端三种接入方式、Wi-Fi两个频段。1．【必做】完成教材“实战练习”第一大题（单项选择题1—4题）、第二大题（判断题1—3题）、第三大题（填空题1—2题）。2．【必做】完成教材“实战练习”第四大题（应用题）：某校学生宿舍需为4名学生配置网络，结合“接入方式选择—核心设备选型—自建网络与公共Wi-Fi对比”三个问题写成分析报告。3．【预习】熟记光猫与无线路由器的接线顺序与外网连接的三种方式，为下节课实训作准备。（二）第二次课（2课时，90分钟）——实训：组建小型局域网并接入互联网4．实训准备与安全提示（10分钟）【教师活动】明确实训目标、分组分工与安全规范：所有设备必须“先接线、后加电”，接插网线时轻插轻拔，不得带电插拔光纤；操作过程中不得修改实训室已有网络设备的配置；每完成一步必须记录参数，做到“边做边记”。【学生活动】按组领取设备与实训任务单，接线员、配置员、记录员、汇报员各就各位。【设计意图】把安全规范与操作规范前置，是职业院校实训课的基本要求，也能避免因带电插拔造成设备损坏。5．实践操作（72分钟）【步骤一】（8分钟）连接网络设备。入户光纤接入光猫；使用一根网线连接光猫的LAN口和无线路由器的WAN口；再使用一根网线连接配置电脑与路由器的LAN口。完成后由记录员在任务单上画出接线示意图，标注每个接口的名称与用途。【步骤二】（10分钟）设置电脑IP。依次单击“Win键→属性→网络和Internet→更改适配器选项→本地连接”，右键“本地连接”后单击“属性→Internet协议版本4（TCP/IP）→属性→自动获得IP地址→确定”。设置完成后用ipconfig命令查看是否已获取到IP地址，并记录获取到的地址与网关。【步骤三】（12分钟）配置Wi-Fi参数。打开浏览器，在地址栏输入/，输入用户名admin和密码admin（注意首次登录需修改管理员密码），登录路由器管理页面；单击“无线设置”，把2.4G无线网络名称修改为ICT、密码设置为12345678，5G无线网络名称修改为ICT-5G、密码设置为相同的值，完成后单击保存。记录员记录修改前后的无线网络名称。【步骤四】（25分钟）配置外网连接。教师先讲解三种方式的适用条件与配置要点，学生按实训环境选择并配置。①静态地址方式：表示上行网络设备未提供DHCP地址分发服务，需要用户自行配置上行接口的IP地址，此时需要根据上行网络的情况设置IP地址，要求接口地址与上行网络地址在同一网段内。配置过程为：单击“上网设置”，在“上网方式”下拉菜单中选择“静态地址”，然后依次配置IP地址为6、子网掩码为、默认网关为、首选DNS为14、备用DNS为，单击保存。②动态IP地址方式：此方式配置较为简便，只需要单击“上网设置”，在“上网方式”下拉菜单中选择“自动获取”，然后单击“保存”即可；使用本方式连接外网时需要上行网络设备提供DHCP动态地址分发服务，通常光猫的LAN口默认开放该服务，配置成功后无线路由器的WAN口会自动获取到上行IP地址。本次实训即采用本方式。③拨号上网方式：当外网接入方式为以太网接入时，需使用本方式连接ISP服务商的拨号认证服务；在输入正确的宽带账号和密码后，即可完成上网认证，使路由器成功连接外网。具体配置方法为：单击“上网设置”，在“上网方式”下拉菜单中选择“宽带拨号”，输入宽带账号与密码，然后单击“保存”即可。【学生活动】填写“三选一决策表”：根据“上行设备是否提供DHCP地址分发服务”“是否需要ISP拨号认证”两个判据，判断本组实训环境应选用哪种方式，说明理由后再动手配置。【巡回指导】教师重点检查：是否误将网线插入光猫的LAN口与路由器的LAN口（正确应接路由器WAN口）；静态地址配置中IP与网关是否在同一网段；保存后是否核查WAN口状态是否已获取到地址；无线密码是否符合长度要求。【步骤五】（12分钟）终端接入验证。对于具备有线网卡的电脑，只需用网线连接路由器的LAN口并按步骤二配置好本机IP地址，即可实现上网；通过无线连接的计算机则需要在系统无线网络连接中找到Wi-Fi信号ICT，输入正确的Wi-Fi密码，单击“下一步”即可完成连接；手机连接Wi-Fi网络则较为简单，只需在手机WLAN设置中搜索附近的WLAN，找到ICT，输入密码即可完成连接。【步骤六】（5分钟）故障排查演练。教师人为设置两处故障（一是将路由器WAN口网线拔掉、二是把Wi-Fi密码输错），由各组排查并填写故障排查表：现象是什么？按什么顺序排查？结论是什么？如何解决？【设计意图】把“接线—配置—验证—排障”完整串联成一次真实的工程操作，让学生在动手过程中体会“一步错、步步查”的工程逻辑，同时通过人为设置故障，训练规范化排障思维。6．实训总结与评价（8分钟）【学生活动】各组汇报员用1分钟汇报：接线结果、所选外网连接方式及理由、终端接入验证结果、排障中遇到的问题。【教师活动】点评共性问题，公布评价结果，并强调三点：一是“光猫LAN口接路由器WAN口”是家庭组网最易接错的一环；二是静态地址方式下“同一网段”的判断方法；三是实训完成后必须按规程断电、收线、归位设备。【拓展提问】如果宿舍里4名学生共有8台终端需要同时稳定联网，应选择哪种接入方式、搭配哪种核心设备？请说明理由。（参考答案：选用光纤接入以保证带宽与稳定性，搭配一台无线路由器实现多终端共享与无线覆盖；若宿舍已有校园网接口，也可采用“校园网+无线路由器”的方式，但须遵守学校网络管理规定，避免私接设备影响整栋楼的网络。）附：板书设计左侧板书“接入架构”：终端层—接入层—核心层的三层模型图，标注ISP、接入网络、接入设备三个角色。中间板书“接入方式对比”：有线三种（以太网/DSL/光纤）+无线（Wi-Fi）+移动终端三种（蜂窝/Wi-Fi/其他），并列出速率与适用场景。右侧板书“实训流程”：接线（光纤—光猫—路由器WAN口—电脑）→电脑获取